基于MIRW的動(dòng)車組閘片預(yù)測(cè)性維修策略研究.pdf

1、高速鐵路在國(guó)內(nèi)外大規(guī)模全面發(fā)展，對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行的安全性與舒適性提出了更高的要求。而不斷提高的運(yùn)營(yíng)速度是對(duì)動(dòng)車組制動(dòng)性能的一個(gè)重要考驗(yàn)。閘片，作為制動(dòng)裝置中基礎(chǔ)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要部件之一，在列車上的安裝數(shù)量眾多且價(jià)格昂貴，其性能的失效與否決定著動(dòng)車組能否安全可靠運(yùn)行。我國(guó)動(dòng)車組運(yùn)行沿線環(huán)境多變、氣候條件嚴(yán)酷，對(duì)閘片的性能退化造成嚴(yán)重影響。安全、經(jīng)濟(jì)的預(yù)測(cè)性維修策略可以指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)管理人員為閘片提供及時(shí)、合理的維修，保證行車安全，減少運(yùn)營(yíng)維護(hù)的總費(fèi)用

2、。
　　針對(duì)動(dòng)車組閘片的性能退化過(guò)程因受到多變運(yùn)行環(huán)境中各種隨機(jī)性因素的影響而導(dǎo)致其狀態(tài)估計(jì)值精確度低的問(wèn)題，提出基于MIRW(Multivariate Integrated RandomWalk，多元集成隨機(jī)步行)建立閘片性能退化趨勢(shì)的狀態(tài)空間模型。Kalman濾波理論被用于預(yù)測(cè)估計(jì)閘片的退化狀態(tài)。為了判斷閘片在達(dá)到臨界退化失效閾值之前是否發(fā)生異常工況，確定了異常失效的容許范圍。進(jìn)而預(yù)測(cè)了閘片的可靠性并建立了預(yù)期維修費(fèi)用模型，最

3、終為閘片制定了預(yù)測(cè)性維修策略。理論分析及仿真結(jié)果表明本文方法是正確有效的。論文主要完成以下內(nèi)容:
　　(1)結(jié)合動(dòng)車組閘片磨損的實(shí)際情況，分析了影響閘片性能退化的各種因素以及MIRW模型的特性。考慮了閘片在實(shí)際中的厚度觀測(cè)序列因性能連續(xù)退化而導(dǎo)致的下一時(shí)刻數(shù)據(jù)下降的趨勢(shì)，基于MIRW建立閘片性能退化的狀態(tài)空間模型。先采用Kalman固定區(qū)間向前-向后平滑算法提取閘片性能的退化趨勢(shì)，進(jìn)而通過(guò)Kalman預(yù)報(bào)器來(lái)預(yù)測(cè)其未來(lái)退化狀態(tài)。<

4、br>　　(2)基于得到的閘片厚度估計(jì)值，根據(jù)Grubbs準(zhǔn)則和距離判別分析理論來(lái)確定異常失效容許范圍，以判定閘片是否在達(dá)到臨界退化失效閾值之前出現(xiàn)異常工況。根據(jù)可靠性理論和維修性理論等相關(guān)知識(shí)，估計(jì)了閘片的累積失效概率并預(yù)測(cè)其可靠性，考慮因退化不斷累積而造成的費(fèi)用損失，建立了預(yù)期維修費(fèi)用模型，根據(jù)在不維護(hù)與維護(hù)兩種行動(dòng)下的收益損失費(fèi)用，制定預(yù)測(cè)性維修策略。
　　(3)以CRH系列某型動(dòng)車組閘片的厚度數(shù)據(jù)為例，進(jìn)行仿真驗(yàn)證。對(duì)所得